TWI375112B - Digital camera - Google Patents

Description

1375112 亮度低’雖然補償影像的模糊’但影像的品 為了纽以上_，6考錢雜 ===統及固態成像裝置間的相= 在相機震動摘顧有所變化時，仍能將_ 像圈内。然而’為了放大成像圈，： 光學系統的尺寸’因而此方式不符縮減“ 數位寸目的在於縮減設有相機震動補償功能之 度補:種包含相機震動補償機構與亮 位置由Γ攝影光學系統之光轴 J動。亮度補償處理器補償成料置 像圈之外之像素的亮度資訊。 躡，“予糸統的成 例如，亮度補償處理器包含偵 =成册¥ 間，在相機震動補償機構的每個預定=/何累積期 訊放大n«蚊各像素在成像^。亮度資 理器來計數）’基於針對各像素顺=入=由偵測處 的亮度資訊。 的因子’放大像素 债測處理器包含：距離計算器 理器。距離計算n計算成像圈之中③、及決定處 的距離。比較器比較由距離計算器 像裝置之像素 ° ·^'的歧離與成像圈 6 1375112 的半徑。決定處理器根 定像素是否位在成像圈之外μ所執仃的比較結果來決 相機震動補償機構包人 構。相機震動債測器偵3目震動田偵測器與驅動機 光轴垂直的平面中移動 3動的I。驅動機構在和 測器所偵測的相機震動。、，以抵消由相機震動偵 例如，亮度補償處理哭 補償機構所執行之相機各像素在Φ相機震動 系統之成像圈外的時間1^員操作期間在攝影光學 此外，在藉由相機震訊。 亮度補償處理器也相對於動刼作移動成像裝置時， 離補償亮度資訊。 、 至成像裝置之像素的距 此外，根據本發明，提一 構、計算H、及亮度補償處理=含相機震動補償機 相機震_似_由相&^機； 軸移動成像裝置來補償相機 :^衫光學系統的光 動補償機構的相機震動補償妒2算器在藉由相機震 光抽至成像裝置之像素的^作移^像裳置時，計算 計算器所計算的距離來補償像素處理器基於由 此外，根據本發明，提供—插二^貝5fl。 法包含以下步驟··在藉由數位相=度補償方法。該方 所執行的相機震動補償騎 —j機震動補償機構 軸至成像裝置之像素的距離置時，请測光 來補償像素的亮度。 根據该距離放大亮度值 【實施方式】 以下參考圖式所示具體實施例 第一圖為應用本發明具體餘°本^明。 只知例之數位相機的正 7 防震裝置30之可移動式區段30a之第一方向”x”中 的移動係由驅動器來執行，該驅動器包含：設於可移動 式區段30a上的第一驅動線圈31a、及設於固定部分30b 上的第一驅動磁鐵33b與第一驅動軛35b。此外，防震 裝置30之可移動式區段30a之第二方向”y"中的移動係 由驅動器執行，該驅動器包含：設於可移動式區段30a 上的第二驅動線圈32a、及設於固定部分30b上的第二 驅動磁鐵34b與第二驅動軛36b。亦即，藉由控制供應 至第一驅動線圈31a與第二驅動線圈32a之電流的方向 與電流值，即可操作可移動式區段30a的移動。 第一驅動線圈31a與第二驅動線圈32a係連接至致 動驅動器29。因此，防震裝置30之可移動式區段30a 的移動可由致動驅動器29來控制，該驅動器則由CPU 20之終端PWM0之具有第一 PWM負載”dx”的信號及 CPU 20之終端PWM1之具有第二PWIV[負載ndy"的信號 來控制。 可移動式區段30a的位置P由結合位置感測磁鐵 41a與位置感測軛43b共同使用的霍爾裝置44b與霍爾 裝置信號處理器45加以偵測。再將偵測之位置P的資 訊輸入CPU 20的終端A/D2與A/D3。該資訊包括：第 一位置信號”px"與第二位置信號"py”，作為第一方向”x” 與第二方向”y”的成分。第一位置信號"px”與第二位置信 號"pyn將透過終端A/D2與A/D3進行A/D轉換。A/D轉 換後之第一方向"X”之位置P的成分稱為變量npdxn，及 A/D轉換後之第二方向”y”之位置P的成分稱為變量 ”pdy"。PID(比例積分微分）控制係基於包括以下項目的 資料來執行：偵測位置P(pdx, pdy);及目標位置S(sx, sy):表二 位置。 相對關係。成像圈100的中心2==nCD39a_ 對齊。有效像素區域101為以的光軸，，op" 的矩形區域。去防雷卩彳關u CD39a2有效像素形成 補償功能停止i，可^動式2於襲狀態且相機震動 透有效像素區域101之中心軸ορ ί 有效像素區域1〇1之兩條對角、〜101c疋 成像圈Η)在上的設計使 有效像素區域1〇1。 中〜挎匕括CCD 39a的 如上述，在本具體實施例中， ;τ=持震動所引起之數二=: 部分（即，CCD咖的二:”震動，⑽39a的 像圈刚之外。據此，cPWo^i攝影光學系統的成 補償操作（容稍後詳細說明）=累積期間執行亮度 100之外之像素的亮度資訊。制貞CCD39e成像圈 第五圖為在CCD 39a之雷於萝 償操作的流程圖。電荷累積期間亮度補 13時’以開啟釋放開關13a並開象二按：釋放鈕 驟Sl00,將代表已執行相機以_取程序。在步 預設為”1"。此外，將在各像素确仏之次數的變量”Π” 各像素在電荷累積期間在成像圈預定間隔增加並代表 變量”Gi，，預設為”0，，。此處 0之外之時間數量的 支里Gl”的字尾”i”對應於識 別各有效像素的變量"Γ(容稍後說明）。此外，變量"Gi" 最後和各像素在電荷累積期間在成像圈1 〇 〇之外的總時 間關聯。然後，在步驟S102，執行相機震動補償操作。 第六圖為相機震動補償操作的流程圖。在步驟 S200,透過終端A/DO與A/D1，將從角速度偵測組件25 輸出的第一角速度成分”vx”與第二角速度成分”vy”輸入 CPU 20，並將其從類比信號轉換為數位信號。在步驟 S202，透過終端A/D2與A/D3，將可移動式區段30a的 第一位置信號”px"與第二位置信號”py’’（由霍爾裝置44b 偵測並由霍爾裝置信號處理器45計算）輸入CPU 20，並 將其從類比信號轉換為數位信號。藉此，獲得目前位置 P(pdx，pdy)。 在步驟S204,查看防震開關14a的狀態以決定是否 已經設定防震模式。在未設定防震模式時，在步驟 S206，將要移動之可移動式區段30a之目標位置的位置 S(sx, sy)設定為可移動式區段30a的移動中心。另一方 面，在已設定防震模式時，則在步驟S208，從步驟S200 所獲得的第一角速度成分”vx"與第二角速度成分”vy”， 計算可移動式區段30a的位置S(sx, sy)。 在步驟S210,從步驟S206與步驟S208所獲得的位, 置S(sx，sy)與目前位置P(pdx, pdy)，計算移動可移動式 區段30a所需的驅動力。亦即，計算驅動第一驅動線圈 31a與第二驅動線圈32a所需的第一 PWM負載ndx”與第 二PWM負載’’dy”。在步驟S212，根據第一 PWM負載 ”dx”與第二PWM負載"dy”，藉由致動驅動器29驅動第 一驅動線圈31a與第二驅動線圈32a，以驅動可移動式 區段30a。使用一般包括比例、積分、及微分計算的正 13 常PID自動控制，# 在相機震動補償操7二二與S212的操作。 驟續，‘然後繼續進行至牛==序返回纽圖的步 定是否已經過了電许g拉乂驟⑽4。在步驟S104,決 半且開啟光;^目積期間。在將釋放鈕13按下— 牛微光度心開關！ =下 使用下列公式（1)決企0尤T由CPU20计异此期間。 n.At<Ts 、疋疋否過了電荷累積期間。 在公式（1)中，⑴ 期間，及” Ts”代表恭重後相機震動補償操作的 % ^ ttB ΡΆ η* 电何累積期間。當決定尚未過了電荷 累積期間¥，程序繼續進行至步驟鳩。 定有f Τ’將識別各有效像素且代表目前正在決 疋有效像素疋否在成像圈1〇〇之外之有效像素的變量？ 預設為”卜‘然後·’程序繼續進行至步驟測以比較 變量”i”與CCD 39a之有效像素的總數”Μ”。亦即，查看 所有有效像素是否已在進行此程序。並非所有有效像素 均已執行此程序時，程序繼續進行至步驟Sll〇。 在步驟S110,決定目前正在處理的像素是否位在成 像圈100之外。參考第七圖，其中說明步驟si丨〇的程 序。第七圖的像素”ΡΓ是目前正在處理的像素（字尾，]” 代表上述變量”Π。此外，圓圈102描述入射於攝影鏡 碩10之光束的最外圍。像素”Pi”是否位在成像圈100之 外係基於公式（2)來決定。

(2) 在公式（2)中’變量” Xi”代表第一方向·，χ”中，有效 像素區域101之中心101c與像素，·Ρΐ"間的距離。此外， 變量，，yi”代表第二方向”y”中，有效像素區域101之中心 l〇lc與像素·，Pi”間的距離。變量”Xl”代表第一方向，，x，， 中，成像圈100之中心100c與有效像素區域1〇1之中心 101c間的距離。變量"xL"對應於位置"s"的第一方向（X) 成分”sx”，其中根據相機震動的量將CCD39a移動^嗲 位置。同樣地’變量”yL"代表第二方向丫中，成像圈^ 之中心100c與有效像素區域1〇1之中心1〇lc間的距 離。變量"yL”對應於位置” S"的第二方向（y)成分"sy”，其 中根據相機震動的量將CCD 39a移動至該位置。此外， 代表成像圈1〇〇的半徑，其係基於攝影鏡頭特性與 所需的影像品質加以任意選擇。 公式（2)的右邊代表中心1〇1〇至像素”pi"的直線距 ，"pL”。藉由比較距離"PL”和半徑，，R”，即可決定像素 •Pl”是否位在成像圈1〇〇之外。 當在步驟S110決定目前正在處理的像素位在成像 ，圈，1〇〇之外時，程序繼續進行至步驟S112，且變量 • (代表計數像素”Pi”在成像圈1〇〇之外的次數)增加 上二然後繼續進行至步驟S114。請注意，當在步驟sn〇 、疋目則像素位在成像圈100之内時，將跳過步驟s i i 2 程序跳至步驟S114。在步驟S114，變量”i”增加”ι，’。 矛王序然後返回步驟S108並重複上述程序。 當在步驟S108決定變量，’i”的值超過有效像素的總 I %，程序繼續進行至步驟S110，因為在執行相機 步補償操作之後，已對CCD 39a的所有有效像素執行 勃〜Sll〇與步驟S112的程序。在步驟S116,變量”η”（已 牛=相機震動補償程序的數量）增加”厂，然後程序返回 力驟，以重複上述程序。 期間日Ϊ在步驟S104決定已經過了 CCD 39a的電荷累積 曰日^ ’由於公式U)，程序繼續進行至步驟S118。在 15 1375112 步驟S118，執行亮度補償次常式。在亮度補償次常式 中，計算亮度校正因子並以亮度校正來校正各像素的亮 度0

第八圖為亮度補償次常式的流程圖。在步驟S3〇〇， 將識別各有效像素且代表目前正在進行亮度補償程序 之有效像素的變量”i”設為”Γ，。在步驟S3〇2，藉由比較 變量”i”的值和CCD39a之有效像素區域1〇1中有效像素 的總f’M” ’決定所有有效像素是否已經執行亮度補償

滤碎二"2 S3G2決定還留有未處理的像素時，程序ίΐ二補H S3G4 4步驟S3G4，計算亮度校正因 所-。择4 土貝象素”Pl"的亮度。亮度校正因子如公式（3) 常：：…思’公式（3评的係數” k，，是預定的亮度校正

Ki=k .91 · Δί — — Ts (3)

度校至㈣·，錄料算的亮 使用在m；2〇 tCPi”的亮度資訊°例如’藉由 理單元22放大像^；：衫度校正因子”ΚΓ，在影像處 鎳量”i”捭加”〗，，素的亮度。然後，在步驟S308， 另-曰方面，’C返回步驟s302以重複上述程 執行步㈣S3G2妓所有纽像素已經 常式結束。此外t=6、的程序時 ’則本壳度補償次 結束ΐ度補償操作程序接著返回第五圖的步驟S118’以 如上述，根據本具 鏡頭1 0之成像圈1 〇〇 體實施例，放大CCD 39a在攝影 之外之有效像素的亮度。因此， 16 i :足夠復盍CCD 39a的最·大驅動範圍，成像圈100並 而要放大攝影鏡頭1〇，而是取決於可移動式區段 檣^械結構。亦即，根據本具體實施例，在增加透過相 輪f動補償所獲得的影像品質時，並不需要增加具有相 震動補償功能之數位相機i之攝影鏡頭1〇的大小。 檣本具體實施例中’根據CCD 39a之有效像素在相 補偵私序期間在成像圈之外的總時間，放大或校 傻^度時間和決定各有效像素在電荷累積期間在成 p之外的次數關聯）。然而，在亮度補償t使用的資訊 期=^上資訊。亦可將各有效像素在相機震動補償 j間和光軸”OP”的距離併入有效像素之亮度的校正。亦 :將因鏡頭系統之特性而實質上抵消沿著徑向之亮 Ϊ刀布（光線量的分布）的距離相關因子代進公式（3) 例如，在將亮度分布定義為卿其 I r為#)時’距離相_子包括函數n(i⑽，立 2是鏡^員相依常數。更明確地說，如第九圖的流程圖 ^ 1 在/驟S113，藉由接著計算α x(i -f(PL))， ^各有效像素，.Pi..之距離相關因子的值。此外，在此 體實施例中m圖所示之亮度補償次常式 304’在公式⑶中，乘以取代"Gi，，的距離相關 i(PL) ’使有關距離的資訊包括在因子中。亦 ^ ’在替代性具體實施例中，使用公< (4)取代公式

Ki=K

FijPLy Δί TS (4) b此處’第九圖之流程圖的程序和第五圖的相同，只 疋以步驟讀與步驟SU3取代步驟議與步驟 17 1375112 S112，及步驟Sll〇已經剛除。社土 對Fi(PL)=0初始化取代因子、”G^的因⑤，在步驟S101， 請注意，在本具體實施例巾，在曹、/iPL) ° 期間執行相機震動補償操作，复 歿免度補償操作 後，每-毫秒重複亮度補償操作。^啟釋放開關13a 於上述具體實施例的程序。可將“辛的1序並不限 置資訊儲存於記憶體中，同時在_二訊與位 每毫秒重複相機震動補償操作，以在過，，，後， 後，相對於儲存於記憶體中的資料校正良二何累積期間 此外，亦可在影像記憶體5〇中 關影像:料的因子”Kl”，以在將影像資像= 亮度校正。 在韻置中執行影像資料的 來：機藉r動 此，相機。本具體實二=用=有:= 補仏光學线料攝影鏡 :機’其t驅動該攝影鏡頭系統可抵消所偵測 動0 κ雖ΐί處已參考附圖來說明本發”具體實施 '旦无、S本技術者在不背離本發明的範疇下，顯然可 進行許多修改及變更。 本揭露内容有關日本專利申請案第2004 186499號 (申請於2〇〇4年6月24曰）中含有的主題，其在此以提 及的方式將其整體内容明確地併入本文中。 18 1375112 45 霍爾裝置信號處理器 50 影像記憶體

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Claims (1)

1375112 十、申請專利範圍： 1. 一種數位相機，包含： 相機震動補償機構，其藉由調整攝影光學系統之 光軸位置與成像裝置之影像中心間的相對關係來補償 相機震動；及 亮度補償處理器，其補償該成像裝置在由該相機 震動補償機構執行相機震動補償操作期間在該攝影光 學系統的成像圈外之像素的亮度資訊。 2. 如申請專利範圍第1項之數位相機，其中該亮度補償 # 處理器包含： 偵測處理器，其在該成像裝置之電荷累積期間， 由該相機震動補償機構按預定期間重複的該相機震動 補償操作中，計數決定該等像素中各像素在該成像圈 之外的次數；及 亮度資訊放大器，其根據決定該等像素中各像素 在該成像圈之外的次數，基於針對該等像素中各像素 所獲得的因子，放大該等像素的該亮度資訊，該次數 係由該偵測處理器進行計數。 # 3.如申請專利範圍第2項之數位相機，其中該偵測處理 器包含： 距離計算器，其計算該成像圈之中心至該成像裝 置之像素的距離； 比較器，其比較由該距離計算器所計算的該距離 及該成像圈的半徑；及 決定處理器，其根據該比較器所執行的比較結果 來決定該像素是否位在該成像圈之外。 4.如申請專利範圍第1項之數位相機，其中該相機震動 21 1375112 補償機構包含： 相機震動偵測器，其偵測相機震動量；及 驅動機構，其在和該光軸垂直的平面中移動該成 像裝置，以抵消由該相機震動偵測器所偵測的該相機 震動。 5.如申請專利範圍第1項之數位相機，其中該亮度補償 處理器基於該等像素中各像素在由該相機震動補償機 構執行的相機震動補償操作期間在該攝影光學系統之 成像圈之外的時間，補償該亮度資訊。 • 6.如申請專利範圍第5項之數位相機，其中該亮度補償 處理器在藉由該相機震動補償操作移動該成像裝置 時，相對於該光軸至該成像裝置之像素的距離進一步 補償該亮度資訊。 7. —種數位相機，包含： 相機震動補償機構，其藉由相對於攝影光學系統 的光軸移動成像裝置來補償相機震動； 計算器，其在藉由該相機震動補償機構的相機震 動補償操作移動該成像裝置時，計算該光軸至該成像 Φ 裝置之像素的距離；及 亮度補償處理器，其基於由該計算器所計算的距 離來補償該像素的亮度資訊。 8. —種亮度補償的方法，包含以下步驟： 在藉由數位相機之相機震動補償機構執行相機震 動補償操作來移動該成像裝置時，偵測光軸至成像裝 置之像素的距離；及 藉由根據該距離放大該亮度值，以補償該等像素 的亮度。 22